Специфичен топлинен капацитет
За информацията в тази статия или раздел не са посочени източници. Въпросната информация може да е непълна, неточна или изцяло невярна. Имайте предвид, че това може да стане причина за изтриването на цялата статия или раздел. |
Тази статия се нуждае от вниманието на редактор с по-задълбочени познания. Ако смятате, че имате необходимите знания, подобрете тази страница. |
Специфичен топлинен капацитет е количеството топлина Q, което е необходимо за повишаване на температурата на дадено вещество с маса m=1 kg с един градус Келвин
Видове специфични топлинни капацитети[редактиране | редактиране на кода]
В зависимост от условията на измерване специфичните топлинни капацитети биват:
- Изобарен топлинен капацитет – cp измерен при внасяне на топлина на даденото тяло при постоянно негово налягане
- Изохорен топлинен капацитет – cv измерен при внасяне на топлина на даденото тяло при постоянeн негов обем
За течности и твърди тела тези топлинни капацитети са равни. За газове те се различават по стойност като винаги изобарният топлинен капацитет е по-голям от изохорния. Тяхното отношение k = cp / cv се нарича показател на изоентропата. За идеален газ неговата стойност е 1,4.
Характерни стойности[редактиране | редактиране на кода]
Всеки вид вещество има определени стойности на специфичния топлинен капацитет. В рамките на дадено вещество специфичният топлинен капацитет зависи от неговата температура. Зависимостта на специфичния топлинен капацитет от температурата за дадено вещество е степенна зависимост от вида c = A + B⋅t + C⋅t2 + D⋅t3 + ..., където коефициентите A, B, C, D, ... зависят от вида на конкретното вещество.
В таблицата по-долу са показани специфичните топлинни капацитети на някои вещества.
Вещество | Специфичен топлинен капацитет |
---|---|
Олово (Pb) | 159 J/(kg⋅°C) |
Живак (Hg) | 138 J/(kg⋅°C) |
Мед (Cu) | 385 J/(kg⋅°C) |
Желязо (Fe) | 444 J/(kg⋅°C) |
Стъкло | 84 J/(kg⋅°C) |
Алуминий (Al) | 900 J/(kg⋅°C) |
Въздух | 1000 J (kg⋅°C) |
Водни пари | 2000 J/(kg⋅°C) |
Лед | 2100 J/(kg⋅°C) |
Спирт (C2H5OH) | 2400 J/(kg⋅°C) |
Вода/(H2O) | 4186 J/(kg⋅°C) |
Получено количество топлина[редактиране | редактиране на кода]
Получено количество топлина – това е количеството топлина, което дадено тяло получава за да бъде нагрято (за да бъде повишена температурата на това тяло). Формулата за получено количество топлина е Q=c⋅m⋅
Отдадено количество топлина[редактиране | редактиране на кода]
Отдадено количество топлина – това е количеството топлина, което дадено тяло отдава на околната среда когато бъде охладено (след като температурата на това тяло бъде понижена). Формулата за отдадено количество топлина е Q=c⋅m⋅(t1-t2), където c е специфичният топлинен капацитет, m е масата на даденото вещество, t2 – температурата на веществото след понижаването на неговата температура и t1 – в началото на процеса (температурата на веществото преди понижаването на неговата температура). Отдаденото количество топлина, както и полученото количество топлина, се измерва в основната мерна единица за енергия J (джаул) по същата причина, както и полученото количество топлина, а именно че топлината е вид енергия.
Топлинен баланс[редактиране | редактиране на кода]
За две или повече вещества от различен произход се използва уравнението на топлинен баланс Q1=Q2, където Q1 е отдаденото количество топлина, а Q2 – погълнатото количество топлина. Равенството се получава от закона за запазване на енергията, който накратко гласи, че погълнатото количество топлина Q2 е равно на отдаденото по време на топлообмена количество топлина Q1. Оттук заместваме от уравненията за получено и отдадено количество топлина и получаваме: Q1=c1⋅m1(t1-t) и Q2=c2⋅m2(t-t2) → c1⋅m1(t1-t)=c2⋅m2(t-t2), където t – температура на дадените вещества след установяването на топлинно равновесие, t1 – температурата на веществото с по-висока температура (вещество 1), t2 – температурата на веществото с по-ниска температура (вещество 2), c1 и c2 са съответно специфичните топлинни капацитети на двете вещества (вещества 1 и 2) и m1 и m2 са масите на двете вещества (вещества 1 и 2).